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L’actualité de la recherche - N° 544

Où en est la didactique des sciences et des technologies ?

Catherine Reverdy


Pourquoi la démarche d’investigation est-elle apparue dans les programmes scientifiques ces dernières années ? Comment est-on passé de l’enseignement manuel et technique à la technologie ? De quelles manières peut-on aborder l’évolution en classe ? C’est à ce type de questions liées à l’enseignement d’un contenu disciplinaire spécifique que les recherches en didactique des sciences expérimentales et des technologies souhaitent répondre, qu’elles concernent le choix des contenus pour la séance, les difficultés d’apprentissage des élèves, leurs interactions en classe, ou encore le contexte d’enseignement.

Comprendre les conceptions des élèves

Les premiers objets de recherche en didactique des sciences, dès les années 1970, ont porté sur les difficultés des élèves face à un phénomène scientifique : plutôt que d’utiliser les notions apprises en classe pour aborder le phénomène, les élèves ont recours à des idées préconçues et fabriquent des raisonnements pour fournir une réponse à l’enseignant. Ces raisonnements sont appelés «  conceptions  », définies comme «  un ensemble d’idées coordonnées et d’images cohérentes, explicatives, utilisées par les apprenants pour raisonner face à des situations problèmes  » [1].

En chimie par exemple, de nombreux élèves pensent que les atomes ont des propriétés macroscopiques pareilles à celles de l’élément qu’ils constituent. En biologie, les conceptions concernent la photosynthèse et la respiration, ou encore la notion de milieu. On comprend ici l’importance pour les enseignants de science de connaitre et de savoir comment faire avec ces conceptions, qui se révèlent particulièrement tenaces tout au long de l’apprentissage. Les résultats des recherches en didactique de ces dernières années ont ainsi permis, dans les programmes disciplinaires récents, d’expliciter les conceptions les plus fréquentes des élèves, et de donner des pistes aux enseignants pour construire une progression permettant aux élèves d’employer les raisonnements scientifiques à bon escient. L’un des enjeux de l’introduction dès l’école primaire du programme La main à la pâte (créé en 1995) [2] était justement de familiariser les élèves, dès leur plus jeune âge, avec la démarche et les raisonnements scientifiques.

À travers l’usage de la vidéo (séances de classe et entretiens), les chercheurs en didactique des sciences et des technologies analysent finement les situations d’enseignement : ils ou elles peuvent aussi bien s’intéresser aux interactions entre enseignant et élèves, aux interactions entre élèves, au contexte de la séance qu’aux connaissances antérieures des élèves, aux traces produites pendant la séance, à la gestion du matériel pendant les expériences, etc. L’objectif de ces analyses est de comprendre le processus d’apprentissage des élèves in situ, en particulier les obstacles à l’apprentissage et la manière de les surmonter, avec ou sans les interventions de l’enseignant. On observe ici des méthodologies comparables à celles des sciences du langage, de la didactique professionnelle (qui s’intéresse aux gestes des enseignants) et des autres didactiques disciplinaires, confrontées à l’analyse de situations semblables.

De manière plus générale, les chercheurs en didactique ont adapté des cadres théoriques et des méthodologies issus d’autres champs de recherche en éducation. Par exemple, des théories constructivistes issues de la psychologie pour expliquer l’origine des conceptions chez les élèves, la sociologie du curriculum et l’histoire de l’éducation pour comprendre la transposition didactique, c’est-à-dire la manière dont les contenus d’enseignement sont choisis (parmi les savoirs universitaires ou parmi les savoirs issus des pratiques professionnelles), en fonction des époques ou des objectifs d’éducation spécifiques à chaque pays.

Enseigner aussi la nature des sciences

Certains travaux récents de didactique des sciences, situés dans la tradition de l’histoire des sciences, étudient les représentations de la science existant chez les élèves et les enseignants et les confrontent au quotidien des scientifiques, en s’interrogeant notamment sur la ou les démarches scientifiques mises en œuvre dans les laboratoires ou en classe. L’objectif est ici de dénaturaliser, voire de désacraliser les résultats scientifiques, afin que les élèves prennent conscience du processus social long de construction de ces savoirs, ainsi que de leur réfutabilité. Enseigner cette nature des sciences est un défi pour les enseignants, mais cela peut permettre, par de nécessaires échanges interdisciplinaires notamment, d’enseigner de façon plus apaisée les questions complexes, comme l’éducation au développement durable.

Catherine Reverdy
Chargée d’études et de recherche, service Veille et analyse de l’Institut français de l’éducation (ENS de Lyon)


Pour aller plus loin

Dossier de veille n° 122 de l’IFE, «  Les recherches en didactique pour l’éducation scientifique et technologique  », réalisé à l’occasion des 20 ans de l’Ardist (Association des recherches en didactique des sciences et des technologies, www.ardist.org) : http://tiny.cc/sa45qy

Bibliographie collaborative en ligne :
http://tiny.cc/wub6qy


[1Voir André Giordan & Gérard de Vecchi, cités par Jean-Pierre Astolfi et al. dans Mots clés de la didactique des sciences. Repères, définitions, bibliographies, De Boeck, 2008.

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